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          EEPW首頁(yè) > 手機(jī)與無(wú)線通信 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于Xbee Pro和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能公交系統(tǒng)設(shè)計(jì)

          基于Xbee Pro和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能公交系統(tǒng)設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2011-12-02 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            而一旦協(xié)調(diào)器啟動(dòng)PAN, 便允許路由器和終端設(shè)備結(jié)點(diǎn)加入PAN.作為ZigBee終端設(shè)備的車(chē)載終端加入PAN時(shí), 將收到一個(gè)16位的網(wǎng)絡(luò)地址, 同時(shí)發(fā)送和接收來(lái)自作為ZigBee協(xié)調(diào)器的電子站牌終端的數(shù)據(jù)。PAN協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)地址總是0.由于站牌上ZigBee模塊的網(wǎng)絡(luò)物理地址是唯一的, 故可通過(guò)物理地址向站牌發(fā)送信息。

            圖5 公交車(chē)與站牌組網(wǎng)方式

            圖5 車(chē)與站牌組網(wǎng)方式

            3.2 ZigBee模塊的API操作

            XBee 具有空模式、接收模式、發(fā)送模式、睡眠模式和命令模式等5種操作模式。對(duì)于每一種操作模式, 還有透明方式和應(yīng)用程序接口(API) 方式兩種操作方式。當(dāng)工作在透明方式時(shí),模塊可替代串口線的作用, 并以字節(jié)為單位操作各種信息; 而當(dāng)工作在API 方式時(shí), 所有進(jìn)出模塊的數(shù)據(jù)均被包含在定義模塊的操作和事件的幀結(jié)構(gòu)中。本文采用API操作方式。

            API操作要求模塊之間通過(guò)一種結(jié)構(gòu)化的接口進(jìn)行通信(數(shù)據(jù)通過(guò)一種定義好序列的幀來(lái)交互通信)。API對(duì)通過(guò)串口數(shù)據(jù)幀進(jìn)行命令發(fā)送、命令響應(yīng), 以及模塊狀態(tài)信息的傳送與接收作了規(guī)定。

            (1) ZigBee發(fā)送請(qǐng)求

            車(chē)到達(dá)站牌后, 應(yīng)根據(jù)站牌的MAC地址將日期、時(shí)間、車(chē)號(hào)、線路、車(chē)內(nèi)人數(shù)、行駛方向等信息發(fā)送到電子站牌。公交車(chē)ZigBee模塊發(fā)送模式的API幀結(jié)構(gòu)定義如圖6所示。其中的Bytes6-13為站牌的MAC地址?! ?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" class="scaleImage" height="181" alt="圖6 公交車(chē)TX請(qǐng)求API幀結(jié)構(gòu)圖" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20130807/155467_2_1.jpg" width="550" border="0" />

            圖6 公交車(chē)TX請(qǐng)求API幀結(jié)構(gòu)圖

           ?。?) ZigBee發(fā)送狀態(tài)。

            為實(shí)現(xiàn)可靠傳輸, 當(dāng)公交車(chē)傳送信息給電子站牌的請(qǐng)求完成后, 必須得到電子站牌的確認(rèn)信息, 因此還必須得到電子站牌回饋給公交車(chē)的發(fā)送狀態(tài)信息。這個(gè)信息將指出數(shù)據(jù)包是否被成功發(fā)送, 或者發(fā)送失敗。如果發(fā)送失敗必須重新發(fā)送公交車(chē)的信息, 直至發(fā)送成功。

            電子站牌根據(jù)公交車(chē)的MAC地址, 不斷的向PAN內(nèi)發(fā)送信息, 并通過(guò)回讀發(fā)送狀態(tài)來(lái)確定是否有公交車(chē)加入網(wǎng)絡(luò), 如果有, 則根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址識(shí)別公交車(chē), 并將公交車(chē)的定位信息發(fā)送到監(jiān)控中心, 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS定位方式的補(bǔ)充?! ?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" class="scaleImage" height="201" alt="圖7為公交車(chē)ZigBee模塊的TX狀態(tài)幀結(jié)構(gòu)" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20130807/155467_2_2.jpg" width="550" border="0" />

            圖7為公交車(chē)ZigBee模塊的TX狀態(tài)幀結(jié)構(gòu)

            其中的Bytes 9為傳送狀態(tài)信息, Bytes6、7為接收模塊的16位網(wǎng)絡(luò)地址。

           ?。?) ZigBee接收包。

            電子站牌收到公交車(chē)發(fā)來(lái)的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)包后便進(jìn)行解析, 并通過(guò)站牌的GPRS模塊發(fā)送到監(jiān)控中心。電子站牌ZigBee模塊接收模式的API幀結(jié)構(gòu)定義如圖8所示。圖中的Bytes5-12為公交車(chē)的MAC地址。

            圖8 電子站牌RX的API幀結(jié)構(gòu)圖

            圖8 電子站牌RX的API幀結(jié)構(gòu)圖

            3.3 GPRS網(wǎng)絡(luò)通信

            電子站牌收到公交車(chē)發(fā)來(lái)的信息后, 將通過(guò)GPRS-DTU發(fā)送到監(jiān)控中心, 然后由監(jiān)控中心將所有公交車(chē)發(fā)來(lái)的信息通過(guò)Internet發(fā)送給站牌。

            GPRS DTU有透?jìng)髂J?、AT+i命令模式、自動(dòng)IP注冊(cè)模式、遠(yuǎn)程維護(hù)和流控五種模式。在的電子站牌終端中, DTU將使用透?jìng)髂J脚c服務(wù)器進(jìn)行信息的交互。通過(guò)透?jìng)髂J娇蓪㈦娮诱九飘惒酱谕ㄐ呸D(zhuǎn)換成TCP/UDP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信。其主要目的是通過(guò)串行通信的簡(jiǎn)單設(shè)備實(shí)現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)上的通信, 而數(shù)據(jù)格式不發(fā)生任何改變。這一點(diǎn)非常重要, 由于數(shù)據(jù)格式在經(jīng)過(guò)DTU前后均不發(fā)生任何變化, 由此, 電子站牌原有的設(shè)備及軟件不用作任何升級(jí), 就可直接應(yīng)用。

            DTU的透?jìng)髂J娇墒闺娮诱九瓶蛻舳嗽诎l(fā)起通信請(qǐng)求時(shí), 使DTU必須與服務(wù)器建立網(wǎng)絡(luò)連接。也就是說(shuō), 電子站牌下位機(jī)與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí), 首先是電子站牌下位機(jī)要與DTU設(shè)備的串口相連, 在DTU進(jìn)入透?jìng)髂J胶笞詣?dòng)被調(diào)用, 并與服務(wù)器建立網(wǎng)絡(luò)連接, 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接建立后, DTU將自動(dòng)完成串口到網(wǎng)絡(luò)通信的轉(zhuǎn)換, 以便所有數(shù)據(jù)可透明地在服務(wù)器軟件與電子站牌下位機(jī)之間雙向傳輸。

            服務(wù)器與電子站牌終端通信可通過(guò)套接字socket 來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先在服務(wù)器上建立一個(gè)監(jiān)聽(tīng)Socket對(duì)象, 并綁定在一個(gè)固定端口上, 然后,每當(dāng)電子站牌客戶端發(fā)送一個(gè)SOCKET連接請(qǐng)求,服務(wù)器端就會(huì)新開(kāi)啟一個(gè)線程, 并在其中創(chuàng)建一個(gè)socket與電子站牌客戶端的socket通訊, 直到電子站牌客戶端程序關(guān)閉, 該線程結(jié)束, 然后服務(wù)器主線程的socket在應(yīng)用程序退出時(shí)關(guān)閉。通過(guò)多線程的Socket程序, 可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)服務(wù)器與多個(gè)電子站牌客戶端的通信。

            以下是服務(wù)器socket多線程的具體實(shí)現(xiàn)程序代碼:

            DWORD WINAPI AnswerThread ( LPVOIDlparam) //收發(fā)線程入口

            {//創(chuàng)建線程時(shí)把服務(wù)器建立的新套接字傳給lparam

            SOCKET ClientSocket = ( SOCKET) ( LPVOID)lparam;

            int bytesRecv;char sendbuf [ 32] = “ ” ;char

            recvbuf [32] =“” ;

            while (1)

            {bytesRecv=SOCKET_ERROR;

            for ( int i =0;i 《 ( int) strlen ( recvbuf) ;i ++ )

            {recvbuf [i] =‘